Java程序员从笨鸟到菜鸟之（四十五）大话设计模式（九）迭代器模式和命令模式

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首先来看一下迭代器模式是干什么用的？

迭代这个名词对于熟悉Java的人来说绝对不陌生。我们常常使用JDK提供的迭代接口进行javacollection的遍历：
Iteratorit=list.iterator();
while(it.hasNext()){
　//using“it.next();”dosomebusinessslogic
}
而这就是关于迭代器模式应用很好的例子。在软件构建过程中，集合对象内部结构常常变化各异。但对于这些集合对象，我们希望在不暴露其内部结构的同时，可以让外部客户代码透明地访问其中包含的元素;同时这种“透明遍历”也为“同一种算法在多种集合对象上进行操作”提供了可能。使用面向对象技术将这种遍历机制抽象为“迭代器对象”为“应对变化中的集合对象”提供了一种优雅的方法。

定义：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素,而又不需暴露该对象的内部表示。-------《设计模式》GOF

迭代器模式角色组成：
　　1)迭代器角色（Iterator）：迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口。
　　2)具体迭代器角色（ConcreteIterator）：具体迭代器角色要实现迭代器接口，并要记录遍历中的当前位置。
　　3)容器角色（Container）：容器角色负责提供创建具体迭代器角色的接口。
　　4)具体容器角色（ConcreteContainer）：具体容器角色实现创建具体迭代器角色的接口——这个具体迭代器角色于该容器的结构相关。

结构图（Struct):


从结构上可以看出，迭代器模式在客户与容器之间加入了迭代器角色。迭代器角色的加入，就可以很好的避免容器内部细节的暴露，而且也使得设计符号“单一职责原则”。
注意，在迭代器模式中，具体迭代器角色和具体容器角色是耦合在一起的——遍历算法是与容器的内部细节紧密相关的。为了使客户程序从与具体迭代器角色耦合的困境中脱离出来，避免具体迭代器角色的更换给客户程序带来的修改，迭代器模式抽象了具体迭代器角色，使得客户程序更具一般性和重用性。这被称为多态迭代。

适用性：

1．访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。

2．支持对聚合对象的多种遍历。

3．为遍历不同的聚合结构提供一个统一的接口(即,支持多态迭代)。

具体的代码如下所示：

Iterator接口：

package iterator;

public interface Iterator{

   public Item first();

   public Item next();

   public boolean isDone();

   public Item currentItem();

}

Controller类实现了Iterator接口。

package iterator;

import java.util.Vector;

public class Controller  implements Iterator{

   private int current =0;

   Vector channel;

   public Controller(Vector v){

      channel = v;

   }

   public Item first(){

      current = 0;

      return (Item)channel.get(current);

   }

   public Item next(){

      current ++;

      return (Item)channel.get(current);

   }

   public Item currentItem(){

      return (Item)channel.get(current);

   }

   public boolean isDone(){

      return current>=channel.size()-1;

   }

}

Television接口：

package iterator;

import java.util.Vector;

public interface Television{

   public Iterator createIterator();

   public Vector getChannel();

}

HaierTV类实现了Television接口。

package iterator;

import java.util.Vector;

public class HaierTVimplements Television{

   private Vectorchannel;

   public HaierTV(){

      channel =new Vector();

      channel.addElement(new Item("channel 1"));

      channel.addElement(new Item("channel 2"));

      channel.addElement(new Item("channel 3"));

      channel.addElement(new Item("channel 4"));

      channel.addElement(new Item("channel 5"));

      channel.addElement(new Item("channel 6"));

      channel.addElement(new Item("channel 7"));

   }

   public Vector getChannel(){

      return channel;

   }

   public Iterator createIterator(){

      return new Controller(channel);

   }

}

Client客户端：

package iterator;

public class Client{

   public static void main(String[] args){

      Television tv =new HaierTV();

      Iterator it =tv.createIterator();

      System.out.println(it.first().getName());

      while(!it.isDone()){

          System.out.println(it.next().getName());

      }

   }

}

Item类的接口：

package iterator;

public class Item{

   private Stringname;

   public Item(String aName){

      name = aName;

   }

   public String getName(){

      return name;

   }

}
    
    从上面的示例中就可以看出，尽管我们没有显示的引用迭代器，但实质还是通过迭代器来遍历的。总地来说，迭代器模式就是分离了集合对象的迭代行为，抽象出一个迭代器类来负责，这样既可做到不暴露集合的内部结构，又可以让外部代码可以透明的访问集合内部的元素。迭代器模式在访问数组、集合、列表等数据时，尤其是数据库数据操作时，是非常普遍的应用，但由于它太普遍了，所以各种高级语言都对他进行了封装，所以反而给人感觉此模式本身不太常用了。

命令模式

定义：将一个请求封装为一个对象，从而使你不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作。别名：动作(Action)、事务(Transaction)

面向对象的程序设计中，一个对象调用另一个对象，一般情况下的调用过程是：创建目标对象实例；设置调用参数；调用目标对象的方法。但在有些情况下有必要使用一个专门的类对这种调用过程加以封装，我们把这种专门的类称作command类。

命令模式角色组成
1)命令角色（Command）：声明执行操作的接口。有java接口或者抽象类来实现。
2)具体命令角色（ConcreteCommand）：将一个接收者对象绑定于一个动作；调用接收者相应的操作，以实现命令角色声明的执行操作的接口。
3)客户角色（Client）：创建一个具体命令对象（并可以设定它的接收者）。
4)请求者角色（Invoker）：调用命令对象执行这个请求。
5)接收者角色（Receiver）：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。任何类都可能作为一个接收者。

Command模式应用范围
-整个调用过程比较繁杂，或者存在多处这种调用。这时，使用Command类对该调用加以封装，便于功能的再利用。
-调用前后需要对调用参数进行某些处理。
-调用前后需要进行某些额外处理，比如日志，缓存，记录历史操作等。

结构如下所示：

命令模式的优点：
解耦了发送者和接受者之间联系。发送者调用一个操作，接受者接受请求执行相应的动作，因为使用Command模式解耦，发送者无需知道接受者任何接口。不少Command模式的代码都是针对图形界面的,它实际就是菜单命令,我们在一个下拉菜单选择一个命令时,然后会执行一些动作.将这些命令封装成在一个类中,然后用户(调用者)再对这个类进行操作,这就是Command模式,换句话说,本来用户(调用者)是直接调用这些命令的,如菜单上打开文档(调用者),就直接指向打开文档的代码,使用Command模式,就是在这两者之间增加一个中间者,将这种直接关系拗断,同时两者之间都隔离,基本没有关系了.显然这样做的好处是符合封装的特性,降低耦合度,Command是将对行为进行封装的典型模式,Factory是将创建进行封装的模式,从Command模式,我也发现设计模式一个"通病":好象喜欢将简单的问题复杂化,喜欢在不同类中增加第三者,当然这样做有利于代码的健壮性可维护性还有复用性.

如何使用?
具体的Command模式代码各式各样,因为如何封装命令,不同系统,有不同的做法.下面事例是将命令封装在一个Collection的List中,任何对象一旦加入List中,实际上装入了一个封闭的黑盒中,对象的特性消失了,只有取出时,才有可能模糊的分辨出:

典型的Command模式需要有一个接口.接口中有一个统一的方法,这就是"将命令/请求封装为对象":

publicinterfaceCommand{
　　publicabstractvoidexecute();
}

具体不同命令/请求代码是实现接口Command,下面有三个具体命令

publicclassEngineerimplementsCommand{

　　publicvoidexecute(){
　　　　//doEngineer'scommand
　　}
}

publicclassProgrammerimplementsCommand{

　　publicvoidexecute(){
　　　　//doprogrammer'scommand
　　}
}

publicclassPoliticianimplementsCommand{

　　publicvoidexecute(){
　　　　//doPolitician'scommand
　　}
}

按照通常做法,我们就可以直接调用这三个Command,但是使用Command模式,我们要将他们封装起来,扔到黑盒子List里去:

publicclassproducer{
　　publicstaticListproduceRequests(){
　　　　Listqueue=newArrayList();
　　　　queue.add(newDomesticEngineer());
　　　　queue.add(newPolitician());
　　　　queue.add(newProgrammer());
　　　　returnqueue;
　　}

}

这三个命令进入List中后,已经失去了其外表特征,以后再取出,也可能无法分辨出谁是Engineer谁是Programmer了,看下面客户端如何调用Command模式:

publicclassTestCommand{
　　publicstaticvoidmain(String[]args){
　　　　
　　　　Listqueue=Producer.produceRequests();
　　　　for(Iteratorit=queue.iterator();it.hasNext();)
　　　　　　
　//客户端直接调用execute方法，无需知道被调用者的其它更多类的方法名。
　　　　　　　　((Command)it.next()).execute();
　　

　　}
}